The increased mining of metals required to meet future demands also generates vast amounts of waste rock that depending on the ore, can contain substantial amounts of metal sulfides. Unconstrained storage of these mining biproducts results in the release of acidic metal laden effluent (termed ‘acid rock drainage’) that causes serious damage to recipient ecosystems. This study investigated the development of 16S rRNA gene based microbial communities and physiochemical characteristics over two sampling occasions in three age classes of rock, from newly mined to > 10 years in a boreal metal sulfide waste repository. Analysis of the waste rocks showed a pH decrease from the youngest to oldest aged waste rock suggesting the development of acid rock leachate. The microbial communities differed between the young, mid, and old samples with increasing Shannon’s H diversity with rock age. This was reflected by the young age microbial community beta diversity shifting towards the mid aged samples suggesting the development of a community adapted to the low temperature and acidic conditions. This community shift was characterized by the development of iron and sulfur oxidizing acidophilic populations that likely catalyzed the dissolution of the metal sulfides. In conclusion, the study showed three potential microbial community transitions from anaerobic species adapted to underground conditions, through an aerobic acidophilic community, to a more diverse acidophilic community. This study can assist in understanding acid rock drainage generation and inform on strategies to mitigate metal and acid release.

Vattenbrist är en akut global, och i många områden växande, utmaning. Pågående klimatförändringar och växande behov i stora delar av världen förändrar både tillgången och efterfrågan på rent vatten. Europa står inför flera akuta vattenrelaterade utmaningar med betydande säkerhets- och miljömässiga konsekvenser. Perioder av återkommande vattenbrist är en av de främsta utmaningarna som redan har drabbat flertalet europeiska länder, särskilt utsatt är området kring medelhavet. Men, även i Sverige är vattenbrist en utmaning som äventyrar försörjning av både dricksvatten och vatten till industri och jordbruk i flera regioner i de södra och sydöstra delarna av landet. I både Vimmerby och Visby, Kalmar och Gotlands län, ses vattenbrist i dag som den främsta utmaningen för att säkra dricksvattenförsörjningen. Risken för vattenbrist förväntas öka i framtiden för båda dessa städer då pågående klimatförändringar bidrar till ökade säsongsvariationer i både nederbörd och temperatur. Utöver vattenbrist brottas båda städerna dessutom med att upprätthålla en god vattenkvalitet. Avrinning från jordbruket (bekämpningsmedel, gödselmedel, etc.) och föroreningar från urbana hårdgjorda ytor som letar sig ned i grund- och ytvattenkällor utgör en ständig risk för vattenkvaliteten i den samhällsviktiga dricksvattenförsörjningen. För att adressera dessa utmaningar och säkra tillgången till dricksvatten i tillräcklig mängd och av god kvalitet även i framtiden behövs ett övergripande tillvägagångssätt, som omfattar hållbara metoder för hantering av grundvatten, förbättrad övervakning av vattenkvalitet och utveckling av robusta strategier som möjliggör anpassning till att klara av ett föränderligt klimat. I detta projekt har konceptet industriell-urban vattensymbios utforskats som en möjlig lösning för att bidra till säkrad vattentillgång och minskad belastning på lokala dricksvattenresurser, med städerna Visby och Vimmerby som fallstudieobjekt. Vattensymbios är ett systematiskt samarbete där olika aktörer i samhället (industri, kommunala verksamheter, jordbruk, m.fl.) agerar tillsammans för att optimera vattenanvändningen och minska avfallet genom lösningar som faciliterar utbyte och återanvändning av vatten, biprodukter och resurser på ett ömsesidigt fördelaktigt sätt. Till exempel kan renat industriavloppsvatten återanvändas för jordbruksbevattning eller som kylvatten i närliggande industrier, vilket minskar efterfrågan på dricksvatten. Detta tillvägagångssätt främjar ett effektivt resursutnyttjande som minimerar vattenslöseri och minskar systemets totala miljöpåverkan. Projektets övergripande syfte har varit att utreda hur en industriell-urban vattensymbios skulle kunna utformas i Visby och Vimmerby för att minska belastningen på lokala vattenresurser genom nyttjandet av mjölkkondensat från Arla Foods AB’s som en möjlig vattenkälla. Utöver detta har projektet syftat till att utveckla och tillämpa en arbetsprocess för uppbyggnaden av lokala vattensymbiosinitiativ genom strukturerade intressentinvolverande metoder. I ett samarbete mellan lokala VA-bolag, kommunala och privata verksamheter och vattenanvändare, och forskare från RISE har en nulägesbedömning av vattentillgång, vattenbehov, vattenbalansmodellering och en kartläggning av vattenflöden tillgängliga för en framtida symbios genomförts. Tekniska möjligheter att effektivisera vattenanvändningen genom recirkulering och utbyte av vattenströmmar av varierande kvalitet har undersökts och utvärderats genom en kombination av teknoekonomisk analys och kvalitativ utvärdering tillsammans med medverkande vattenproducenter och verksamheter. Även hinder för implementering av vattensymbioser har undersökts (juridiska, tekniska och affärsmässiga) och förslag på åtgärder för att överbrygga dessa har tagits fram. Resultaten från projektet pekar på tydliga likheter och skillnader mellan de två fallstudieområdena. Bland verksamheter i både Visby och Vimmerby anses intern effektivisering och återanvändning av vatten vara en mer genomförbar lösning än vattensymbios i samverkan med andra verksamheter. Samtidigt ansågs symbioslösningar ha en större besparingspotential och kunna bidra med riskminimerande diversifiering bort från enbart en vattenkälla. För att symbioslösningar skall vara gångbara krävs dock att dessa sker inom ett relativt avgränsat geografiskt område för att minimera kostnader kopplade till transport av vatten mellan aktörer. För att utveckla symbiossamarbeten som fungera långsiktigt är tillit en avgörande aspekt. Även omfattande tillit mellan verksamheter lyftes som en avgörande faktor för ett få till symbioslösningar. Den tekno-ekonomiska bedömningen i projektet genomfördes utifrån perspektivet av ett generellt företag med kommunal dricksvattenförsörjning. För ett sådant företag kommer den ekonomiska bärkraften för vattenbesparande åtgärder att bero på den relativa kostnaden för vattenrening lokalt jämfört med kostnaden för att köpa dricksvatten från kommunen. Effekterna av detta framgår tydligt när man jämför fallen Visby och Vimmerby. I Visby visar resultaten att både intern återanvändning och industriell symbios kan vara ekonomiskt lönsamma lösningar utifrån industrins perspektiv. Rening och recirkulering med hjälp av RO membran och efterföljande polering bedömdes som mest lönsamt (med en återbetalningstid på cirka 3,5 år) av de fem möjliga åtgärder som studerades. Lösningen uppskattades kunna spara motsvarande vattenbehovet hos 500 typhushåll. I Vimmerby verkar ingen av åtgärderna medföra ekonomisk lönsamhet, då kostnaderna för samtliga fall är högre än dagens kostnader för kommunaltdricksvatten. Anledningen till skillnaden i lönsamhet mellan Visby och Vimmerby förklaras huvudsakligen av skillnaden i prissättningsmodell som används i av respektive VA-bolag i de två kommunerna. Utöver prissättningsmodellens roll som möjliggörare eller hinder för vattensymbios så identifierades utveckling av ett system för klassificering av vattenflöden enligt olika kvalitetsklasser, ökad kunskap om olika vattenklassers hållbarhet, och utveckling av lagar & regler för recirkulering och användning av vatten som viktiga områden för att facilitera effektivare vattenanvändning genom symbios. Detta projekt är ett av de första i Sverige med uttalat fokus på industriell-urban vattensymbios. Lärdomar från projektet kommer vara värdefulla för att vidare utreda möjligheten för symbioslösningar i Visby och Vimmerby, men även i andra kommuner runt om i Sverige. Flera frågeställningar kvarstår att undersöka. Till exempel har detta projekt inte studerat hur variationer i vattentillgång och vattenbehov över säsongen, eller dygnet, påverkar de studerade symbioslösningarna. Dessutom behövs mer detaljerade analyser av de hydrologiska förutsättningarna i respektive fall för att säga något om hur de studerade lösningarna kan påverka den lokala vattenbalansen under olika framtidsscenarier. Vidare bör den teknoekonomiska bedömningen som genomförts förstärkas genom att inkludera mer exakta kostnadsuppgifter (till exempel leverantörspriser på utrustning), inverkan av marknadsfluktuationer, och andra osäkerheter.

Area analysis on sustainable management of process water in the bio-based industryWater is an important resource for the bio-based industry where many processes use large amounts of water. Proactive work towards more efficient process water use provides better conditions to meet future demands for sustainable resource management.Upcoming legislation is expected to put increased requirements for resource efficiency for water, and customers make clearer demands on companies to account for water use.At the same time, Sweden is a country with large water resources and there is generally plenty of water. Nonetheless, the conditions vary greatly and access varies geographically. In south-eastern Sweden, many areas have limited water resources and water shortages are a fact during some dry years. Climate change will also bring about further changes in water availability. In general, Sweden will receive more precipitation on average over the year. But in the south-eastern parts of the country, increased temperature and evaporation will lead to longer periods of drought and lower water flows.To understand different perspectives with respect to sustainable water use, a stakeholder analysis has been carried out with a number of interviews and two round-table discussions. The purpose of the interviews is to gain understanding of different aspects such as the attitude to sustainable water use, risk awareness, proportion of water that is circulated internally in the process, along with the connections between water consumption and energy. At the stakeholder dialogue, it emerged that there is a need to cooperate more with other actors in one's immediate area. This allows actors to gain a greater understanding of how the conditions for water availability will change and what role one's own operations play in the total access to water.There is a need to be able to demonstrate the positive and negative impacts of reducing water use and the impact on processes. There is often no access to methods, time and/or expertise to clearly link water use and energy consumption, nor to be able to demonstrate incentives and the potential for reduced costs. Here, support is needed in the form of tools such as simulation models or process integration techniques that link water, energy and costs. Such tools can provide an investment basis for sustainable water use. It is recommended that industry and researchers must work together to develop and demonstrate technologies that enable this holistic understanding of water, energy and cost relationships.There is also a need for clearer standards and specifications with respect to the impact detrimental substances in bio-based process industries. This can reduce the need for excessively large safety margins with regard to water quality, and hence reduce the risk of processes using large amounts of water and building oversized systems.

Vatten är en viktig resurs för den biobaserade industrin och många processer använder stora mängder vatten. Ett proaktivt arbete mot en effektivare processvattenanvändning ger bättre förutsättningar att möta framtida krav på en hållbar resurshushållning. Syftet med områdesanalysen är att kartlägga den biobaserade förädlingsindustrins behov och utmaningar med avseende på industrivattenanvändning och rening.Ökade krav på resurseffektivitet för vatten finns tydligt beskrivet i kommande lagstiftning och kunderna ställer tydligare krav på redovisning av vattenanvändningen.Samtidigt är Sverige ett land med stora vattentillgångar och det finns generellt gott om vatten. Förutsättningarna varierar dock kraftigt och tillgången varierar geografiskt. I sydöstra Sverige har man i många områden begränsade vattentillgångar och vattenbrist är ett faktum under vissa torrår. Ett förändrat klimat kommer att medföra förändringar i vattentillgången. Generellt kommer Sverige att få mer nederbörd i snitt över året. Men i landets sydöstra delar kommer en ökad temperatur och avdunstning medföra längre perioder av torka och lägre vattenflöden.En intressentanalys har genomförts med ett antal intervjuer och två rundabordssamtal. Syftet med intervjuerna är att få verksamhetsutövarnas syn på och inställningen till aspekter så som hållbar vattenanvändning, riskmedvetenhet, andel av vatten som cirkuleras internt i processen, sambanden mellan vattenförbrukning och energi. Vid intressentdialogen framkom behov av att samverka mer med andra aktörer i ens närområde, för att få en större förståelse kring hur förutsättningarna för vattentillgången kommer att förändras och vilken roll som den egna verksamheten spelar i den totala tillgången till vatten. Det framkom även behov av att kunna visa på vinster och risker med att minska vattenanvändningen samt dess påverkan på processer. Ofta saknas tillgång till metoder, tid och/eller kompetens för att på ett överskådligt sätt koppla samman vattenanvändning och energiförbrukning, och kunna visa på incitament och potentialen för effektiviseringar. Det finns en önskan att arbeta mer proaktivt och långsiktigt med fråganän vad man kan idag. Här behövs stöd i form av simuleringsmodeller för vattenanvändning som kopplar vatten- och energianvändning, samt ger en kostnadsanalys och ett investeringsunderlag.Rekommendationen för kommande arbete är att industri och forskare arbetartillsammans med att utveckla och demonstrera tekniker som möjliggör en helhetsförståelse av vatten, energi och kostnadsrelationer. Verktygen behöver vara ändamålsenliga utan att vara dyra att använda. Det finns också behov av tydligare standarder och specifikationer för skadliga ämnens påverkan i massa- och pappersprocesser. Då kan behovet av stora säkerhetsmarginaler med avseende på vattenkvalitet minska, vilket skulle medföra att överdimensionerade system med högre vattenanvändning kan undvikas.

Some of the challenges in papermaking have been the same for many years, however the demands from the market are increasing continuously and, together with them, the challenges for the paper mills. We consider it is the time to put a lot of efforts together to help papermaking industry to comply with these new demands on a cost-effective way. When it comes to the wet-end chemistry and stock preparation this is a clear and actual challenge. Many developments have been done in developing green chemicals with higher efficiency, machine suppliers are improving the efficiency of each unit, fiber recovery and water cleaning technologies are also under continuous improvement, but the degree of implementation of those advances is still limited. From our perspective, a mindset change is needed, where all those developments are combined to improve the product properties and the process efficiency. Process waters have a very important role to play in that, and in this presentation, we will demonstrate the link and importance that keeping the process water components under control can give to the process. Those improvements were evaluated at lab scale, demonstrated at pilot scale and then implemented at mill level. We will show how the performance of the process chemicals is affected by the process water components, and the impact on the product quality. We will also describe the methods used to understand and evaluate those impacts and describe in a full-scale test how improving the process waters lead to energy savings and the possibility to improve the product performance. The designed methodology can be of use for: - Chemical suppliers, that need to evaluate and demonstrate the performance on challenging processes, such as closed water loop mills. - Companies looking to save water and energy, identifying the costs related to their actual water management and therefore the benefits to implement the right technologies. - Water cleaning technology suppliers that are nowadays not implemented in paper mills, that would be able to demonstrate the removal of the right contaminants and the potential savings that this technology can give to the specific mill. - Paper mills with challenges due to changes in their incoming water quality, or when there are increasing demands from the market that require adaptation of the process chemistry, unlocking possibilities for further development. 

Water use and opportunities for water savings at the chemical industry cluster in Stenungsund Water scarcity is a growing problem in Sweden, as well as internationally, due to increasing demand for water and the impact of climate change. This is the case in Stenungsund where the ability for the municipality and industry to expand is limited by the availability of water from the local lake, Stora Hällungen. Working with the four largest industrial sites in the Stenungsund industrial cluster, Perstorp, Nouryon, Borealis and INOVYN, this project focused on mapping water use in the cluster by testing and further developing a tool for mapping of water use in industry. The flow of water through the industrial sites, its uses, treatment approaches and aggregated water quality data were included in the mapping and is presented using visual outputs generated from the tool. A methodology for water quality assessment and grouping was also developed and included in the tool. Results of the mapping were used as foundation to investigate opportunities for water savings through improved efficiency and reuse of wastewater streams. Measures to improve water efficiency include minimisation of the volume of reject water in treatment processes, sequence optimisation for reducing water use in cleaning and optimisation of steam and cooling systems. Opportunities for water reuse include the reuse of wastewater or stormwater for cooling at Perstorp and the Borealis PE site, and the recirculation of wastewater from the Borealis Cracker. Critically, the incentives for individual companies to implement water savings and reuse measures are a decisive factor in their implementation. Given this, a next step from this work would be to conduct a more comprehensive risk analysis to investigate future needs of the various stakeholders with respect to water and water supply risks. From these results a pinch analysis considering water quality could also be conducted to find further opportunities for water reuse.